CN1602527A - 有管理图形数据再现的数据结构的录制介质及录制与再现方法和装置 - Google Patents

有管理图形数据再现的数据结构的录制介质及录制与再现方法和装置 Download PDF

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Abstract

该录制介质包括存储一个或更多图形段的数据区域，每一个该图形段都包括与其它数据复合的图形数据。

Description

有管理图形数据再现的数据结构的录制介质及录制与再现方法和 装置
技术领域
本发明涉及一种用于高密度录制介质比如光盘(例如，蓝光光盘ROM(BD-ROM))的管理图形数据的方法。
背景技术
录制媒介，比如能够录制大量高质量数字视频/音频数据的光盘，例如，DVD(数字通用光盘(digital versatile disks))，现在在市场上已经投入商业应用。DVD的类型包括DVD-视频，DVD-VR(视频录制)，DVD-音频，以及DVD-AR(音频录制)。
在DVD-视频中，将以与视频/音频数据流同步的方式被再现的图形数据由DVD-独有格式定义并被指定为子图片。
图形数据子图片的大小是720×480像素并具有一个2位色深的调色板，它能支持16色之多。在与视频/音频流复合以后，图形数据被录制到DVD上。
一种根据DVD-视频标准的行程编码(run-length coding)方法被用于图形数据，其中关于子图片数据的显示控制信息被包括在内。该显示控制信息包括关于显示时间、颜色变化、混合比例变化、显示位置、尺寸选择，等等的信息。
为图形数据加上各种图形效果的操作，如上/下滚动、淡入/淡出以及颜色变化，可以在时间基础上有选择地进行。对于每一个标题和程序链，调色板信息的导航信息被定义，并且该调色板信息的导航信息包括16色和子图片的数目与属性的信息。
子图片的属性可包括各种应用的标题信息、导演评论和纵横比以及编码模式信息和语言信息。
如图1所示，光盘再现装置，比如DVD播放器，通过使用导航信息混合图像显示主视频图像和子图片单元(SPU)的一些或者所有图形图像，其中子图片单元(SPU)的图形图像在出现时间基础上重叠在主视频图像上。
如图2所示，子图片包(SP PCKs)在被连续地录制的音频包(Audio PCKs)和视频包(Video PCKs)中间断地被录制。各音频和视频包的大小都是2048字节。
在数据再现期间，子图片包被读出并接着被分组到子图片单元(SPU)中，该子图片单元包括一个子图片单元头、像素数据和显示控制信息。
子图片单元头包括子图片单元的数据大小。像素数据包括通过行程编码方法编码的2位深度位图数据。像素数据的调色板信息被录制为单独的导航信息。
光盘再现装置将像素数据与音频和视频数据一起再现，使像素数据与音频和视频数据同步。如上面所提到的，该装置通过使用导航信息将图像混合来显示主视频图像和子图片单元(SPU)的一些或所有图形图像，其中子图片单元(SPU)的图形图像在出现时间基础上以各种方式重叠在主视频图像上。
高密度只读光盘比如蓝光光盘ROM(BD-ROM)的标准化还在进行中。还没有用于有效地管理录制在高密度只读光盘比如BD-ROM上的图形数据的方法。
发明内容
根据本发明的录制介质，包括一个用于管理图形数据再现的数据结构。
在一个示范性实施例中，录制介质的数据区域包括一个或多个图形段，每个图形段都包括与其它数据复合的图形数据。例如，其它数据包括电影数据。每个图形段都包括多个传输包。
在一个示范性实施例中，图形段的每个传输包都具有一个相同的包识别符(PID)。
在另一个示范性实施例中，图形段中至少一个传输包包括一个该传输包是图形包的部分的标识符。
在一个更进一步的示范性实施例中，图形段中至少一个传输包包括一个时间标记。
在一个再更进一步的示范性实施例中，图形段中至少一个传输包包括用于管理图形图像再现的图形信息。
本发明进一步提供根据本发明用于录制和再现数据结构的装置和方法。
附图说明
附图，作为提供本发明的进一步理解的部分，图示了本发明的优选实施例，并与说明书一起，用于解释本发明的原理。
图中：
图1图示了根据DVD-视频标准，以图形图像重叠的主视频的图解；
图2图示了DVD-视频标准中的图形数据结构；
图3图示了根据本发明，重叠在主图片上的多个具有不同尺寸和色深的图形图像的图解；
图4图示了以多个不同尺寸和色深的图形图像重叠的主数据的图解；
图5-8图示了根据本发明的例子，它们表示图形图像和导航信息在高密度录制介质上如何被录制到主流中；
图9图示了一种用于将段中录制的图形数据装载到图形图像缓冲器中的预装载操作；
图10-13图示了根据本发明的图形信息的示范性实施例；
图14-20图示了根据本发明的导航信息的示范性实施例；以及
图21图示了根据本发明的光盘录制和再现装置的一种实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明能够被充分理解，现在将参照附图来描述其示范性实施例。
图3是根据本发明、管理用于高密度光盘的图形数据的一种方法的一个实施例的图解。主图片图像具有一个或多个相应的图形图像，该图形图像具有不同的尺寸和色深。
如图所示，大小为1920×1080像素的主图片具有三个不同的关联图形图像，一个大小为1920×1080像素的图形图像，一个大小为1280×1080像素的图形图像，以及一个大小为640×1080像素的图形图像。
这三个图形图像具有不同的色深。1920×1080图形图像具有8位色深，1280×1080图形图像具有8位或16位色深，以及640×1080图形图像具有8位，16位，或者24位色深。
如图4所示，多个不同的图形图像，图形图像1、2和3，可以同时重叠在主图片图像上，且多个图形图像可以具有不同尺寸和所示。多个图形图像可以单独地或作为一个组被管理。
因此，覆盖的图形图像和其导航信息与主视频和音频流复合，这将在下面作详细描述。
图5-8图示了根据本发明的例子，它们表示图形图像和导航信息在高密度录制介质比如BD-ROM上如何被录制到主流中。如图5所示，多重图形图像被录制在录制于BD-ROM的数据区中的音频/视频主流的指定的录制段(例如，A、B或C)中。多重图形图像在指定的段中被复合。
被录制在指定段(比如，A)中的图形图像是重叠到在该段后录制的主流的图形图像。图形图像被录制为多个192字节的源包，每一个源包包括一个4字节TP(传输包)附加头和一个188字节MPEG2 TP。在录制段中，只有图形图像被录制或者图形图像被与主流复合。
4字节TP附加头可以包括2位复制保护信息和关联图形图像的30位导航信息(比如，下面将描述的Image_start_end_flag)或者30位包到达时间标记。
具体地说，如果源包与一个图形图像关联，那么其TP附加头包括复制保护信息和图形信息(比如，下面将描述的Image_start_end_flag)。不然，TP附加头就会包括复制保护信息和一个包到达时间标记。
MPEG2 TP的头包括一个包识别符(PID)。当包是一个图形包时，该PID被赋予一个唯一值，比如“PID＝0x1023”。
因为图形图像在录制段中被录制为MPEG2 TPs，所以图形图像的录制格式与电影数据的格式兼容，例如，BD-RE格式的电影数据。当图形图像和主流在指定的录制段中复合时，主流与MPEG2电影数据、音频数据或静止图像中的一个相符。
如图6所示，指定录制段的开始部分包括一个用于管理其中所录制的图形图像的再现的图形信息的源包。光盘再现装置通过利用图形信息检测图形图像数目、数据尺寸等来实现图形图像再现。
录制在指定录制段中的图形图像可以通过图形信息的源包被识别。如图7所示，包含在源包的有效载荷中的图形信息可以包括指示各个图形图像的属性和特性(比如，显示图形图像的位置，显示图形图像的出现时间，显示图形图像的持续时间，等等)的graphic_start_end_flag、number_of_images、image_info的域，以及指示各个图形图像尺寸或开始位置信息的image_data_size。
如果graphic_start_end_flag的域为“0”，那么它表示图形数据的开始；否则，它就表示图形数据的结束。图形信息的域的一些可以被用作关于一个图形图像或所有图形图像的信息。
在图8所示的例子中，录制在指定录制段中的图像可以通过TP附加头来识别，其中各个图形图像的第一源包的TP附加头包括2位复制保护信息和30位图形信息。该图形信息可以与如图7所示的图形信息相同的方式定义。
其它源包的TP附加头包括2位复制保护信息和其它30位信息，比如包到达时间标记。
如图9所示，如果具有以前述方式录制的图形图像和图形信息的高密度录制介质比如BD-ROM光盘被插入光盘再现装置，那么该装置就执行一个预加载操作而将所有录制在指定段的图形数据装载到图形图像缓冲器中。
当再现录制在指定段之后的主流(比如，电影视频、音频或静止图像)时，光盘再现装置利用上面参考图7和图8所述的图形信息与主流一起顺序再现图像缓冲器中的图形图像。
如图10所示，当图形图像与电影一起被再现时，图形图像被重叠到电影视频上，其中图形图像可以同时或单独地连续重叠到电影视频上，且电影视频上图形图像的位置可以互不相同。
如图11所示，当图形图像与纯音频剪辑一起再现时，一个或多重图形图像被显示在屏幕的特定位置，其中图形图像可以像动画中一样被同时或单独地连续出现，而图形图像的位置可以互不相同。
如图12所示，当图形图像与静止图像一起被再现时，图形图像被重叠到静止图像上，其中图形图像可以同时或单独地连续重叠到一个静止的图像上，且图形图像在该静止图像上的位置可以互不相同。
如图13所示，图形图像可以与音频和静止图像一起出现，其中图形图像在一个特定的位置重叠到静止图像上。图形图像可以同时或单独地连续重叠到一个静止的图像上，且图形图像在静止图像上的位置可以互不相同。
如图14所示，在再现图形图像的导航信息的录制和管理方法的一个实施例中，一个或多重图形图像的导航信息被存储在电影或纯音频剪辑A/V流的重放控制的播放清单中，作为图形标记或播放清单图形指示器。
如图15所示，当导航信息被存储为图形标记时，比如，BD-RE标准的标记语法可以通过延伸其各个域的含义而被用于图形标记。因此，这里只描述与BD-RE标准的差异。图形标记的mark_type域被赋予一个不在BD-RE标准中定义的唯一值，例如，“mark_type＝0x13”。
图形标记包括用于索引开始图形图像或图像组的ref_to_graphic_start_index域、用于指定所有图形图像要求的显示持续时间的持续时间信息以及指示所要显示的图形图像数目的number_of_graphic_images域。
对于每个图形图像，图形标记还包括一个用于索引每个图形图像的ref_to_graphic_image_index域、用于指定每个图形图像的显示开始时间和显示持续时间的显示计时信息、用于指定每个图形图像在主图像上的显示位置和窗口大小的display_info域，以及用于为各个图形图像提供各种图形效果比如淡入-淡出的display_effect域。
如图16所示，当导航信息被存储为播放清单图形指示器时，不在BD-RE中定义的播放清单图形指示器的语法被重新定义，并且一个不在BD-RE中使用的唯一版本号被分配给该播放清单图形指示器。
播放清单图形指示器信息域包括一个指示播放清单静止指示信息域长度的长度指示器和一个指示图形显示位置数目的number_of_Graphic_Display_positions域。对于每一个图形显示位置，该播放清单图形指示器域还包括一个graphic_display_start_time_stamp域和持续时间信息。
该播放清单图形指示器还包括指示所要显示的图形图像数目的number_of_graphic_images域。对于每个图像，提供了以下附加域：一个用于索引各个图形图像的ref_to_grapbic_image_index域，用于指定各个图形图像的显示开始时间和显示持续时间的显示计时信息，用于指定各个图形图像在主图像上的显示位置和窗口大小的display_info域，以及用于提供各种诸如淡入-淡出图形效果的display_effect域。
在如图17所示的另一个实施例中，一个或多重图形图像的导航信息被存储为电影或纯音频剪辑A/V流的重放控制播放清单中的次级播放项目。图形图像的次级播放项目的语法延伸自为管理BD-RE中配音音频而定义的一般次级播放项目的语法。
如图18所示，图形图像的次级播放项目的语法与一般次级播放项目的语法一致，只是有些域被延伸以包括图形控制信息。因此，这里只描述与一般定义的差异。次级播放项目的长度域被赋予一个大于或等于BD-RE标准版本Ver.1.0中定义的26字节的唯一值。
次级播放项目包括一个用于指示次级播放项目与图形图像进行关联的Clip_codec_identifier域和一个用于指定显示关联图形图像的路径的SubPlayItem_type域。例如，Clip_codec_identifier域可以具有值“GRAF”而SubPlayItem_type可以具有值4。
次级播放项目包括用于指示一个开始图形图像的显示时间的SubPlayItem_IN_time域和用于指示所有图形图像的显示持续时间或结束时间的SubPlayItem_OUT_time。次级播放项目还包括用于索引各个图形图像的ref_to_graphic_image_index域、用于指定各个图形图像的显示开始时间和显示持续时间的显示计时信息、用于指定各个图形图像在主图像上的显示位置和窗口大小的display_info域以及用于为各个图形图像提供各种诸如淡入-淡出图形效果的display_effect域。
如图19所示，在用于与静止图像一起再现图形图像的导航信息录制和管理的方法的另一个实施例中，导航信息被存储为静止图像信息，该静止图像信息包括一个graphic_display_info域。静止图像信息可以被存储在播放清单文件中或者被存储为单独的文件。例如，图16所示的播放清单图形指示器可以在静止图像信息域中被重新定义为一个图形显示信息域。
图形显示信息域包括一个指示图形显示信息域长度的长度指示器和一个指示所要显示的图形图像数目的number_of_graphic_images域。对于每一个图形图像，图形显示信息域都包括以下域：一个用于索引各个图形图像的ref_to_graphic_image_index域、用于指定各个图形图像的显示开始时间和显示持续时间的显示计时信息、用于指定各个图形图像在主图像上的显示位置和窗口大小的display_info域以及如前面参考图18所描述的用于提供各种诸如淡入-淡出图形效果的display_effect域。
如图20所示，在用于在再现作为屏幕上按键形式的图形图像的导航信息的录制和管理的方法的一个实施例中，导航信息被存储为包含在菜单信息中的Button_Info。该菜单信息可以被存储在播放清单文件中或被存储为单独的文件。
按键信息被提供给每个按键。按键信息是用于再现将作为按键显示的图形图像的导航信息。每一个按键信息域都包括一个指示按键信息域长度的长度域，用于索引各个图形图像的ref_to_graphic_image_index域，用于指定各个图形图像的显示开始时间和显示持续时间的显示计时信息，用于指定各个图形图像在主图像上的显示位置和窗口大小的display_info域以及如前面参考图18所描述的用于提供各种诸如淡入-淡出图形效果的display_effect域。
图21图示了根据本发明的光盘录制和再现装置的一个实施例的示意图。如图所示，AV编码器9接收并编码数据(例如，电影视频和音频数据，纯音频数据，和/或静止图像数据)。AV编码器9与编码信息和流属性信息一起输出编码的数据。多路复用器8根据编码信息和流属性信息多路传输编码数据以生成比如MPEG-2传输流。源打包器7根据光盘的音频/视频格式将来自多路复用器8的传输包打包成源包。如图21所示，AV编码器9、多路复用器8和源打包器7的操作由控制器10控制。控制器10接收使用者在录制操作上的输入，并向AV编码器9、多路复用器8和源打包器7提供控制信息。例如，控制器10对AV编码器9做出所要进行的编码类型的指示，对多路复用器8做出所要生成的传输流的指示，以及对源打包器7做出源包格式的指示。控制器10还控制驱动器3以将从源打包器7的输出录制到光盘上。
控制器10还生成管理正在光盘上录制的数据的再现的导航和管理信息。例如，在通过用户界面(比如，通过计算机系统存储在盘上、通过企业内部互联网或互联网提供的指令集，等等)接收的信息基础上，控制器10控制驱动器3以将图5的数据结构录制到光盘上。
在再现过程中，控制器10控制驱动器3以再现这一数据结构。在其中包含的信息以及通过用户界面(比如，录制和再现装置或与该装置关联的遥控上的控制按键)接收的用户输入的基础上，控制器10控制驱动器3以再现来自光盘的数据。例如，如上面关于本发明的实施例的讨论，一个或多个静止图像可以在静止信息文件中提供的导航信息的基础上再现。
再现的源包通过源解包器(source depacketizer)4接收并被转换为数据流(例如，一种MPEG-2传输包流)。多路分离器(demultiplexer)5将数据流多路分解为编码数据。AV解码器6将编码数据解码以生成被供应给AV编码器9的原始数据。在再现过程中，控制器10控制源解包器(source depacketizer)4、多路分离器(demultiplexer)5和AV解码器6的操作。控制器10接收关于再现操作的用户输入，并将控制信息提供给AV解码器6、多路分离器(demultiplexer)5和源解包器(source depacketizer)4。例如，控制器10对AV解码器9做出所要进行的解码类型的指示，对多路分离器(demultiplexer)5做出关于所要多路分解的传输流的指示，以及对源解包器(depacketizer)4做出关于源包格式的指示。
尽管图21被描述为录制和再现装置，但应该理解，利用图21所示提供录制或再现功能的那些部分可以提供只录制或只再现的装置。
具有根据本发明的管理高密度录制介质的图形数据的数据结构的该录制介质、根据本发明的管理高密度录制介质的图形数据的该方法和装置使得一个或多个图形图像同时或单独地连续重叠在电影视频或静止图像上，使得图形图像与音频一起被表现，并使得各种诸如用于选择关联功能的按键的图形图像得以显示。
尽管本发明是参照有限数目的实施例公开的，但那些本领域技术人员，藉由本披露的内容，将从中明白许多修改和变更。例如，在几个例子中，是就蓝光光盘进行描述的，但本发明并不局限于光盘的这一标准或该光盘。需要指出，所有这些修改和变更都落入本发明的精神和范围之内。

Claims (11)

1、一种具有管理图形数据再现的数据结构的录制介质，包括：
存储一个或更多图形段的数据区域，每一个该图形段都包括与其它数据复合的图形数据，并且每一个图形段都包括多个传输包。
2、如权利要求1所述的录制介质，其中该其它数据包括电影数据。
3、如权利要求1所述的录制介质，其中该其它数据包括电影数据、音频数据和静止图片数据中的至少一个。
4、如权利要求1所述的录制介质，其中图形段中的每一个传输包都具有相同的包识别符(PID)。
5、如权利要求1所述的录制介质，其中图形段中至少一个传输包包括该传输包是图形包的部分的标识符。
6、如权利要求1所述的录制介质，其中图形段中至少一个传输包包括一个时间标记。
7、如权利要求1所述的录制介质，其中图形段中至少一个传输包包括用于管理图形图像再现的图形信息。
8、一种从录制介质再现管理图形数据的再现的数据结构的方法，包括：
从录制介质再现一个或更多图形段，每一个图形段都包括与其它数据复合的图形数据，并且每一个图形段都包括多个传输包。
9、一种从录制介质再现管理图形数据的再现的数据结构的装置，包括：
一个驱动器，用于驱动光盘再现装置以再现录制在录制介质上的数据；
一个控制器，用于控制该驱动器以从录制介质再现一个或更多图形段，每一个图形段都包括与其它数据复合的图形数据，并且每一个图形段都包括多个传输包。
10、一种在录制介质上录制用于管理图形数据再现的数据结构的方法，包括：
在录制介质上录制一个或更多图形段，每一个图形段都包括与其它数据复合的图形数据，并且每一个图形段都包括多个传输包。
11、一种用于在录制介质上录制用于管理图形数据的再现的数据结构的装置，包括：
一个驱动器，用于驱动光盘录制装置以在录制介质上录制数据；
一个编码器，用于编码至少多重再现路径视频数据；以及
一个控制器，用于控制该驱动器以在录制介质上录制一个或更多图形段，各图形段包括与其它数据复合的图形数据，并且每一个图形段都包括多个传输包。
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